Rijnstate Elst is het eerste ziekenhuis in Nederland dat volledig overstapt op hernieuwbare energiebronnen. Maar ook het eerste ziekenhuis in Europa dat duurzaam opgewekte energie opslaat in waterstof, dat op een later moment kan worden omgezet in elektriciteit en warmte. Daarmee wordt de CO2-uitstoot van Rijnstate met zo’n 2 miljoen kilogram verminderd. De nieuwbouw wordt gerealiseerd door bouwconsortium Berghege Heerkens Unica en staat aan de vooravond van de inbedrijfstelling en commissioning. Begin april start de inhuizing, waarna het gebouw komende zomer in gebruik wordt genomen.
Tekst: Lieke Bousema | Artikel geschreven voor Hager
Rijnstate is een algemeen ziekenhuis in Gelderland met een hoofdvestiging in Arnhem-Noord en nevenlocaties in Velp, Zevenaar en Arnhem-Zuid. Vlakbij het NS-station in Elst verrijst op dit moment een nieuw ziekenhuis van ca. 12.500 m2 BVO, dat de functie van de huidige poliklinieken in Velp en Arnhem-Zuid zal overnemen. Rijnstate Elst wordt de locatie voor specialismen zoals oogheelkunde, dermatologie en Vitalys (de kliniek tegen overgewicht). En ook het Pijncentrum krijgt er een plek.
Binnen het bouwconsortium Berghege Heerkens Unica is Unica Building Projects Zuid verantwoordelijk voor alle gebouwgebonden installaties. Van ontwerp t/m realisatie, vertelt Projectmanager Frank Vierdag. “In de dialoogfase hebben wij in samenspraak met Rijnstate een uitgangspuntendocument opgesteld. Dit heeft geleid tot afsprakentekeningen, die we vervolgens hebben opgewerkt tot een uitvoeringsgereed ontwerp. Duurzaamheid voerde hierin de boventoon.”
Combinatie van zonnepanelen en waterstofopslag
Voor de realisatie van Rijnstate Elst is hoog ingezet op een duurzame en gasloze energievoorziening. “In december 2022 heeft Rijnstate de Green Deal Zorg 3.0 ondertekend”, aldus Vierdag. “Doelstelling van de ziekenhuisorganisatie is om zoveel mogelijk energie- en CO2-neutraal te functioneren. Op het dak van en in de tuin rond de nieuwbouw is een flinke hoeveelheid zonnepanelen geïnstalleerd, die in een duurzame energieopwekking voorzien. Omdat het poliklinische ziekenhuis alleen op werkdagen geopend is, is er regelmatig overcapaciteit. Bijvoorbeeld op zonnige dagen in het weekend. Deze overcapaciteit wordt straks in eigen beheer opgeslagen in waterstof, voor gebruik op een later moment.” Ten opzichte van bijvoorbeeld een accusysteem kan waterstof grotere hoeveelheden energie langer bewaren. “Bovendien is waterstof relatief eenvoudig te produceren”, aldus Roy Wiendels, Lead Engineer bij Unica Building Projects Zuid. “Wanneer in de toekomst de efficiëntie toeneemt en waterstof fors goedkoper wordt, dan kan Rijnstate extern waterstof bijkopen om haar voorraad weer op peil te brengen.” De combinatie van zonnepanelen, waterstofopslag en een slimme sturing in Elst moet het verbruik van ca. 42.000 m3 aardgas per jaar vervangen.
Juiste opstelling
“Waar traditioneel een transformator en noodstroomvoorziening in de gewenste energielevering voorzien, is in Rijstate Elst gekozen voor een slimme en duurzame combinatie van een transformator, noodstroomvoorziening, zonnepanelen en waterstofopslag”, benadrukt Martwin de Man, Projectleider bij Hager. “De grote vermogens die in dit project van toepassing zijn, moeten op de juiste manier aangestuurd en geschakeld kunnen worden. Hierin is een belangrijke rol weggelegd voor de elektrotechnische installatie. Immers komen alle energiestromen uiteindelijk samen bij de hoofdverdeler.” Vierdag: “In het voortraject hebben we intensief contact gehad met installatietechnisch adviesbureau K&R Consultants, om de juiste opstelling voor dit project te bepalen en essentiële thema’s zoals veiligheid en betrouwbaarheid te borgen.” Wiendels: “We hebben globaal geïnventariseerd welke voorzieningen in de hoofdverdeler moesten komen. Maar ook hoe de voedingsstructuur het best kon worden opgebouwd. Vervolgens zijn hier de benodigde vermogens aan toegevoegd. Het ontwerp is op verzoek van onze inkoopafdeling doorgestuurd naar Hager, waarmee we al jarenlang een goede samenwerking hebben.”
Hager werd in augustus 2020 benaderd om mee te kijken naar de elektrotechnische installatie. “In nauwe samenwerking met Unica hebben wij de juiste technische invulling voor de hoofdverdelers, onderverdelers en stroomdistributie bepaald”, vertelt Accountmanager Ed Kooijmans. “Door al in een vroeg stadium aan tafel te komen en inzicht te krijgen in het Plan van Aanpak, konden we maximaal bijdragen aan het eindresultaat. Globaal gestart, is het ontwerp steeds verder geoptimaliseerd en geconcretiseerd. Bijvoorbeeld met betrekking tot installatielocatie, stroomsterkte, afmetingen en aansluitingen. Maar ook op basis van o.a. betrouwbaarheid, flexibiliteit, veranderende eisen en voortschrijdende inzichten. Immers is een ziekenhuis continu in ontwikkeling.”
Hart van de elektrotechnische installatie
Het hart van de elektrotechnische installatie in Rijnstate Elst wordt gevormd door een Hager Unimes hoofdverdeler van 2.500A. “De hoofdverdeler is voorzien van 3 uitrijdbare vermogensautomaten. Bovendien is een reserveveld voorzien”, aldus Wiendels. “Dankzij de uitrijdbare vermogensautomaten kan in de toekomst eenvoudig onderhoud en service worden verleend, zonder dat de installatie spanningsloos gemaakt hoeft te worden.” De hoofdverdeler is gekoppeld aan een Hager Unimes Generator AansluitKast (GAK) van 1.600A met 4 uitrijdbare vermogensautomaten.
De bloedvaten waar de energie doorheen stroomt
De hoofdvoedingen in de nieuwbouw zijn grotendeels uitgevoerd met railkokers, vertelt De Man. “Vanaf de transformator- en GAK-overgangskast lopen 2 grote railkokers naar de hoofdverdeler. Vanaf hier lopen bovendien railkokers naar alle onderverdelers. Daarmee vormen onze railkokers de bloedvaten van de installatie, waar alle energie doorheen stroomt.” In totaal zijn 17 onderverdelers geleverd, vertelt hij. “Voor de elektravoorziening is een onderverdeling gemaakt in verdiepingen en segmenten. Zware afnemers zoals de MRI hebben bovendien hun eigen aansluitkast en verdeler gekregen.”
In tegenstelling tot de rest van het hoofdtracé is de afstand tussen de transformator- en GAK-overgangskast in het gebouw en de transformator en GAK op het terrein met bekabeling overbrugd. Een bewuste keuze, volgens Wiendels, omdat de transformator en GAK zich in een bijgebouw bevinden. “Het tracé loopt hier dwars door de fundering en bodem. Zouden we dit met een railkoker uitvoeren, dan zou deze beveiligd moeten worden in de betonnen bekisting. Zowel financieel als uitvoeringstechnisch was dit onvoldoende interessant.”
1 railkoker per schacht
Financieel en uitvoeringstechnisch wél interessant waren de railkokers in de schachten. “In het gebouw zijn 4 installatieschachten gerealiseerd, waarin ook de aftakkasten zijn opgehangen die de onderverdelers voeden”, aldus Wiendels. “In plaats van losse kabels tussen de hoofdverdeler en alle onderverdelers was 1 railkoker per schacht voldoende.” De stroomdistributie werd in eerste instantie traditioneel opgezet met kabels en kabelgoten, vertelt hij. “Maar dit werd al snel een kostbare aangelegenheid. Daarom heb ik Ed Kooijmans gevraagd om de mogelijkheden voor railkokers te onderzoeken. Op welke plekken kon de bekabeling worden vervangen? En voor welk type railkokers?”
Op de 2,5 centimeter nauwkeurig
“Na de DO-fase en om het ruimtebeslag van de railkokers inzichtelijk te krijgen, heeft onze modelleur in eerste instantie handmatig de objecten in het 3D/Revit-model gezet en afgestemd met de W-installateur. Naast alle kanalen en leidingen van de W-techniek moest namelijk wel voldoende ruimte overblijven voor de railkokers”, aldus Wiendels. “Na gunning van de leveropdracht heeft een modelleur van Hager de daadwerkelijke railkokerontwerpen geïntegreerd, op de door ons gereserveerde posities.” De Man: “In de ‘digitale tweeling’ van de nieuwbouw zijn alle bouwkundige en installatietechnische voorzieningen tot in detail uitgewerkt en geclasht. Hierdoor waren verstoringen op de bouw amper aan de orde en konden we veel tijd inlopen op de planning. Alle railkokers zijn tot op de millimeter nauwkeurig ingepast!”
In totaal heeft Hager bijna 400 meter aan railkokers geleverd. Het grote voordeel van railkokers boven bekabeling is volgens De Man dat aanzienlijk minder ruimte voor de energiedistributie benodigd is. Bovendien is de buigradius veel kleiner. “Railkokers kunnen haaks de hoek om, terwijl bij bekabeling slechts een aantal graden per strekkende meter is toegestaan.” Doordat de railkokers in segmenten worden opgebouwd, als een soort lego voor gevorderden, worden een snelle montage én maximale installatievrijheid geborgd. “Verspringingen in plafonds of wanden zijn geen enkel probleem.”
Open en eerlijk
Hager is al vele jaren thuis in railkokersystemen. Bovendien is zij dé aangewezen partner voor het advies, ontwerp en de bouw van schakel- en verdeelinrichtingen. “Onze verdelers kunnen naar wens gebouwd worden in onze eigen werkplaats in Coevorden of bij één van onze paneelbouwpartners”, aldus Kooijmans. “In dit project heeft Unica de wens uitgesproken om de hoofdverdeler, GAK en onderverdelers door haar eigen paneelbouwafdeling Unica Distribution & Control Panels in Bodegraven te laten bouwen.” Vierdag: “Gedrieën hebben we heel open en eerlijk de detailengineering verzorgd. Ook hebben we de prijzen bepaald en succesvol getoetst aan de markt. Vervolgens hebben wij de paneelbouwopdracht gegund aan onze collega’s in Bodegraven, die alle verdelercomponenten hebben ingekocht bij Hager. En ook de railkokers en bijbehorende aansluitingen/verbindingsstukken zijn bij Hager afgenomen, waardoor we verzekerd waren van één contactpersoon, één leverancier en één garantiepartij voor de complete elektravoorziening. Alle systeemcomponenten sloten perfect op elkaar aan, waardoor zowel ontwerp als realisatie flink vereenvoudigd werden.”
Van leverancier naar projectpartner
“Rijnstate Elst is een geweldig voorbeeld van teamwork en laat zien hoe Hager en Unica samen het project hebben ontwikkeld, creativiteit en kennis hebben gedeeld en uitdagingen hebben overwonnen. Bijvoorbeeld om schaarse componenten toch tijdig geleverd te krijgen en/of door alternatieve oplossingen aan te dragen”, aldus Vierdag. “Daarmee was Hager niet sec een leverancier, maar een projectpartner. Van ontwerp t/m realisatie.”
Efficiënt gebruik van de korte doorlooptijd
Op basis van de installatieschema’s heeft Unica Distribution & Control Panels een opzet voor de hoofdverdeler, GAK en onderverdelers gemaakt. “Omdat de engineering zeer zorgvuldig door Unica Building Projects Zuid en Hager is uitgevoerd, wisten wij exact welke componenten wij konden en moesten gebruiken”, aldus Accountmanager Patrick Groeneveld. “Een uitdaging tijdens de bouw was vooral de korte tijdsspanne waarin de verdeelinrichtingen samengebouwd en geleverd moesten worden. Bijvoorbeeld vermogensautomaten kennen vandaag een lange levertijd, omdat dit veelal specials betreft. De Unimes hoofdverdeler en GAK zijn projectspecifiek samengesteld in de fabriek van Hager in Zwitserland en vervolgens als losse elementen naar Bodegraven verzonden. In onze werkplaats hebben wij de compartimenten als een bouwpakket gekoppeld en de componenten gemonteerd. Ook hebben wij de railkoker-puntstukken van de hoofdverdeler reeds toegevoegd.”
De hoofdverdeler is in circa 80 uur samengebouwd, terwijl de bouw van de GAK circa 60 uur in beslag nam. “De 17 onderverdelers zijn in circa 340 uur gerealiseerd”, aldus Groeneveld. “Doordat alle componenten door één leverancier geleverd werden, konden we al starten met het voorwerk voor de railkokers alvorens de verdeelkasten gereed waren. We konden de korte doorlooptijd dus heel efficiënt benutten. Conform de Hager railkokertekeningen hebben wij de koperen verbindingen reeds gebogen, geponst en geknipt op onze machine. Hierdoor konden wij direct na het samenbouwen van de verdelers alle verbindingen al aansluiten. Dankzij de zorgvuldige maatvoering pasten zij exact.”
Factory Acceptance Test
Op 29 november is in Bodegraven de Factory Acceptance Test (FAT) van de hoofd- en GAK-verdeler uitgevoerd. Hierbij waren alle betrokken partijen aanwezig. In navolging van de bouw en levering van de verdeelkasten heeft Unica Distribution & Control Panels ook het transport, de plaatsing en de koppeling van alle verdeelkasten begeleid. “Op locatie hebben wij nog enkele kleine optimalisaties doorgevoerd, zodat de verdelers perfect aansluiten bij de wensen en behoeften van Rijnstate.”
Als partners door naar Dicoon
Op slechts een paar honderd meter afstand van Rijnstate Elst bouwt Unica Building Projects Zuid tevens aan Diagnostiek Combinatie Oost-Nederland (Dicoon), een nieuw laboratorium waarin de lab-organisaties van Rijnstate, Canisius Wilhelmina Ziekenhuis (CWZ) en Ziekenhuis Gelderse Vallei (ZGV) vanaf komende zomer worden samengebracht. Ook voor dit project zal Hager diverse verdeelinrichtingen en railkokers engineeren en leveren, besluit Vierdag. “Een bewuste keuze, omdat de exploitatie en het technische beheer door Rijnstate hierdoor eenvoudiger worden.”